Comprensión de los hornos de fusión:cómo funcionan y sus aplicaciones

Un horno de fusión es un aparato capaz de calentar materiales a una temperatura tan alta que se funden, lo que desde una perspectiva química básicamente significa que alcanzan la temperatura umbral crítica a la que se convierten de sólido a líquido. No todos los materiales se derriten y los que sí lo hacen suelen tener diferentes puntos de fusión. Como tal, la mayoría de los hornos están diseñados para realizar ciertos tipos de trabajos. La mayoría son ajustables, lo que permite cierta flexibilidad y control interno. Puede haber una amplia variedad en términos de tamaño y capacidades de los hornos, algunos están destinados a un uso más o menos personal, como en una tienda privada o en un garaje, mientras que otros son mucho más grandes y se utilizan industrialmente. Aún así, todos suelen caer dentro de uno de cuatro tipos o formatos principales:hornos de cubilote, hornos de arco eléctrico, hornos de inducción y hornos de crisol. Cada uno tiene un estilo y un perfil de uso ligeramente diferentes, pero el objetivo general suele ser el mismo sin importar los detalles.

Comprensión de los conceptos básicos

Los metales son con diferencia el material más común que la gente funde en los hornos. El metal fundido o licuado es mucho más maleable y puede formarse, moldearse y reconfigurarse con relativa facilidad. Esto se aplica tanto a cosas como el acero inoxidable y el aluminio como a metales preciosos como el oro y la plata. La fusión permite dar forma y reutilizar estos elementos en bruto para convertirlos en algo útil, y un horno suele ser la forma más controlada y eficiente de proceder.

El horno es una herramienta que la gente utiliza desde hace mucho tiempo. Se cree que el horno más antiguo se originó en la civilización del valle del Indo del subcontinente indio y data de entre 2500 y 1800 a.C. El horno de fusión es una versión industrial de este concepto y normalmente se utiliza para la producción de materiales específicos o como fuente de calor.

Modelos de cúpula

Algunos estudiosos industriales consideran que el horno de cubilote es la forma históricamente más popular de horno de fusión para materiales ferrosos o a base de hierro. El dispositivo es en esencia un eje vertical que se asemeja a una chimenea. El interior suele estar revestido con ladrillos refractarios. Los modelos más primitivos son poco más que básicas torres cerradas, normalmente con un sistema de estantes y bandejas para recoger el producto. Los ejemplos más modernos tienen controles de temperatura y un sistema de fusión y captura más formalizado. En muchos casos, las boquillas de soplado de aire, utilizadas para aumentar el calor, también se pueden encontrar dentro del eje. El cubilote se puede utilizar para diversas tareas, como producir mineral líquido y fundir hierro fundido o bronce.

Arcos Eléctricos

Los hornos de arco eléctrico también son muy populares para refundir chatarra de acero. A veces también se utilizan unidades más pequeñas para producir productos de hierro fundido. Como su nombre indica, este modelo utiliza un arco eléctrico para generar calor. El arco crea una ruptura eléctrica del gas que provoca lo que se conoce como "descarga de plasma", que conduce a una fusión más rápida. Dentro de la unidad del horno, el material se pone en contacto directo con el arco que, en algunas unidades, puede alcanzar temperaturas de hasta 3275° Fahrenheit (1800° Celsius). Mucho depende del tamaño del horno y de qué se está fundiendo exactamente.

Método de inducción

El horno de inducción se utiliza generalmente para fundir aleaciones tanto ferrosas como no ferrosas. Por lo general, emplea una bobina helicoidal de cobre enfriada por agua en la que se instala un crisol. Cuando la corriente alterna pasa a través de la bobina, el crisol se calienta. Este modelo es generalmente elogiado por su eficiencia energética y la falta de contaminación que provoca. Los hornos de inducción tienden a ser mucho más contenidos y, como resultado, también tienden a ensuciar menos. La mayoría de las fundiciones de hierro utilizan ahora el horno de inducción en lugar del horno de cubilote debido a estas ventajas; también es popular en varios entornos industriales donde la eficiencia y la limpieza son preocupaciones.

Hornos de crisol

El horno de crisol se considera el tipo de horno de fusión más antiguo y también el más primitivo. Todavía se utiliza en muchos entornos más tradicionales y es común para varios proyectos pequeños, pero tiende a ser menos popular en la industria. Su diseño básico consiste en un crisol refractario en el que se coloca el material a calentar. Luego el material se calienta desde fuera de la pared del crisol. Las versiones a gas suelen utilizar un quemador para generar calor, mientras que los modelos eléctricos utilizan elementos calefactores.

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Enlace a fuentes

• https://www.copper.org/environment/sustainable-energy/electric-motors/education/motor-rotor/production/proc09/process_09_94.html